Работа к презентации: Час Земли

29

ЧАС ЗЕМЛИ

Аннотация

Час Земли (англ. Earth Hour) - ежегодное международное событие, проводимое Всемирным фондом дикой природы. Акция проводится, чтобы стимулировать интерес к необходимости противодействовать изменению климата.

Изменение климата - проблема, касающаяся каждого жителя Земли, поэтому для ее решения важны усилия каждого человека.

Мы выдвинули гипотезу, что если человек узнает насколько реален его посильный вклад в решение проблемы изменения климата, то он не будет оставаться от нее в стороне, а сделает хоть что - нибудь для ее решения.

Цель: исследовать роль каждого человека (ребенка) в решении проблемы изменения климата

Задачи:

1. Определить причины возникновения парникового эффекта и его последствия для планеты Земля;

2. определить какие меры предпринимают люди для решения проблемы;

3. донести до ближайшего окружения информацию о том, как каждый человек может внести свой вклад в решение проблемы изменения климата

Работая над темой, мы использовали следующие методы и приемы: анкетирование, беседы со сверстниками и взрослыми, наблюдение за деятельностью людей подразумевающей использование электроэнергии.

Мы выяснили, что многие, даже взрослые, люди не знают о причинах изменения климата, а так же считают, что решением этой проблемы должны заниматься природоохранные организации и правительства стран, а простой человек ничего не может сделать. Вместе с тем, все готовы экономить электроэнергию, если это поможет нашей планете.

Глава I

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Изменение климата — колебания климата Земли в целом или отдельных её регионов с течением времени. Его изучением занимается наука палеоклиматология. Изменения климата происходят по разным причинам [1].

Это:

• изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов,

• изменения параметров орбиты Земли,

• изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли,

• изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо),

• изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана

• изменение концентрации парниковых газов (СО₂ и CH₄) в атмосфере,

Последняя причина возникла из-за активной деятельности человека в последние столетия. Именно эта причина сделала проблему изменения климата глобальной проблемой человечества.

Исследования показывают, что парниковые газы являются главной причиной глобального потепления. Парниковый эффект, возникающий в результате нагревания атмосферы тепловой энергией, удерживаемой парниковыми газами, является ключевым процессом, регулирующим температуру Земли.

Начиная с 1950 года уровень парникового газа - диоксида углерода растет. По оценкам ученых, если выбросы останутся на прежнем уровне, к 2050 году исчезнет четверть известных нам сегодня видов животных и растений.

Одна из причин возникновения парникового эффекта – растущее потребление электроэнергии населением Земли [3].

Очень часто мы включаем свет «просто так», забываем его выключить, включаем слишком много электроприборов одновременно без особой надобности, совершенно не задумываясь о том, что при выработке электрической энергии существенно могут нарушаться географические оболочки земли – атмосфера, гидросфера, биосфера.

Глава II

ПОСЛЕДСТВИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Фонд охраны дикой природы составил список животных, которым глобальное потепление грозит полным исчезновением [2]. Это:

1. Белый медведь - король Арктики - является сегодня главным символом угрозы изменения климата. Одно из главных последствий изменения климата в арктическом регионе - сокращение площади льдов и их утончение. Для белого медведя лед очень важен: это его место обитания и летняя «резиденция». Согласно исследованиям, при современном темпе роста глобальной температуры к середине 21 века, 42% летнего льда будет потеряно, а через 75 лет белый медведь может исчезнуть как вид.

2. В мангровых лесах Индии живут бенгальские тигры - их осталось всего около 400 особей. Ежегодно уровень моря увеличивается на 4 мм, из-за этого в течение 50 лет около 70% местообитания тигров могут быть потеряны, сегодня исчезла уже почти треть. Из-за того, что их территории будут сокращаться, тигры будут вынуждены переселяться и входить в контакт с людьми намного чаще, чем раньше, что может спровоцировать конфликты между человеком и тигром - с печальными последствиями как для тех, так и для других.

3. Через несколько десятков лет, согласно прогнозам ученых, более 80% кораллов могут исчезнуть навсегда. Уже в 1998 году из-за обесцвечивания кораллов, вызванного изменением климатических условий, погибло 16% мировых запасов коралловых рифов. Рекордно жаркие температуры воздуха в 1998, а затем в 2005 годах лишили рифы питательных веществ и полностью их обесцветили. По мнению ученых, рифам стало гораздо труднее восстанавливаться после ущерба, причиняемого штормами и другими катаклизмами, и приспосабливаться к повышению уровня моря в таких условиях. Кораллы являются важным элементом пищевой цепочки - без них под угрозой вымирания находятся и другие виды.

4. Изменение климата в Австралии из-за сокращения осадков и увеличения температуры ставят многие виды австралийских животных на грань вымирания, в том числе кенгуру валлаби, коаловые, древесные и другие виды австралийских кенгуру. Эти виды уже страдают от лесных пожаров и сокращения ареалов обитания. Повышение глобальной температуры всего на 0,5°C сделает непригодным местообитание многих кенгуру, а повышение температуры на 2°C может привести к вымиранию некоторых видов.

5. Увеличение температуры воды в океане приводит к тому, что многие представители отряда китообразных пытаются найти более подходящее место обитания, но для многих перемещение на новое место обитания невозможно.

Сокращение площадей льдов может особенно сильно сказаться на особях, обитающих в Арктике, такие как киты - нарвалы, белухи и полярный кит. Также изменения в структуре льда вызывают так называемые феномены «ловушек» - проруби во льду, жизненно важные для дыхания китов, меняют привычное для них местонахождение или вовсе затягиваются. Так, из-за этого в Канаде недавно погибло 500 нарвалов. Теплеющие воды также содержат меньше планктона, которым питаются киты, что также приводит к росту смертности.

1. Численность четырех популяций пингвинов сильно уменьшилась за последние годы - из-за повышения температур сокращаются антарктические льды и морские биоресурсы, от которых зависит выживание пингвинов. При более высокой температуре и сильном ветре пингвинам труднее выращивать своих птенцов - лед ломается раньше обычного срока, а ветер чаще сдувает яйца и маленьких птенцов. На северо-западном побережье Антарктики температуры особенно сильно поднялись, и пингвинов Адели стало меньше на 65% за последние 25 лет. Повышение температуры приводит к увеличению снежного покрова, а пингвины Адели могут растить птенцов только на свободной от снега земле.

2. Морские черепахи уже более 100 миллионов лет не раз справлялись с адаптацией к климатическим изменениям, однако не тех масштабов и не той скорости, которые они приобрели сейчас. Изменение климата опасно для потомства морских черепах, так как температура гнезда четко определяет пол потомков: холод производит мужское потомство, тогда как тепло способствует появлению женского. Потепление мест гнездования уменьшает количество мужского потомства и, таким образом, серьезно угрожает жизнеспособности популяций черепах. Помимо этого происходит сокращение мест обитания и кормежки.

3. На двух островах Индонезии, где живут орангутанги, из-за изменения климата увеличится количество осадков в сезон дождей и количество пожаров в сухой период. В результате еда становится менее доступной. С ускорением глобального изменения климата в лесах Индонезии увеличится длительность и частота засух, будут чаще возникать лесные пожары, еще более фрагментируя жизненное пространство орангутанов. Также из-за своей медлительности многие орангутаны погибают при пожарах.

За последние десять лет, численность орангутанов сократилась на 30-50%. Если так и будет продолжаться, единственный вид этой обезьяны в Азии исчезнет в течение нескольких десятилетий.

1. Из-за более сухого и менее предсказуемого климата в Африке южнее Сахары, будет сокращаться количество пригодного для слонов мест обитания. Участившиеся пожары могут отразиться на местообитании слонов, поскольку пожары уничтожают их пищу. К 2080 году их может больше не оказаться в тех местах, где они живут сегодня. Сельское хозяйство, а также поселения человека мешают слонам свободно перемещаться и менять местообитание. Также из-за засух высока вероятность того, что детеныши слонов не выживут. По докладам IPCC, Африка станет одним из наиболее уязвимых мест для изменения климата, что отразится на биоразнообразии, в том числе, и на африканских слонах.

2. На сегодняшний день из всех птиц альбатрос находится под наибольшей угрозой. Шесть из семи видов австралийского альбатроса наиболее уязвимы из-за того, что они привязаны к одному месту для размножения. Так, в том, что касается гнездовья, они очень зависимы от субантарктических островов, на которые, в свою очередь, сильно повлияет изменение климата. Также они зависят от температуры воды: теплая вода менее богата едой и из-за недостатка пищи многие птицы погибают.

Если Вас не трогает судьба животных, то можно задуматься о судьбе людей. В последние годы ураганы и штормы обрушиваются на побережье.

Достаточно вспомнить, цунами в Таиланде, унесшее жизни тысяч людей на побережье, ураган "Катрина" обрушившийся на побережье США в 2006 году, тогда погибли 1836 жителей, а экономический ущерб составил 81,2 миллиарда долларов. Ураган «Густав» в 2008 году в Новом Орлеане.

У всех у них две общие черты – их причиной стало изменение климата, и они унесли жизни огромного количества людей.

Глава III

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1. Способы производства электроэнергии, ведущие к выбросам парниковых газов

Как говорилось ранее, что одна из причин изменения климата потребление электричества в огромных количествах. Чтобы понять, что именно наносит удар по климату необходимо рассмотреть некоторые способы получения энергии [3,4]:

ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ – это электростанции, вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

Первые ТЭС появились еще в конце XIX века в Нью-Йорке (1882 год), а в 1883 году первая тепловая электростанция была построена в России (С.Петербург). С момента своего появление, именно ТЭС получили наибольшее распространение, учитывая все увеличивающуюся энергетическую потребность наступившего техногенного века. Вплоть до середины 70-х годов прошлого века, именно эксплуатация ТЭС являлась доминирующим способом получения электроэнергии. 

Общий принцип её работы очень прост: вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток.

Главным недостатком всех тепловых электростанций является тип используемого топлива. Все виды топлива, которые применяют на ТЭС, являются невосполнимыми природными ресурсами, которые медленно, но неуклонно заканчиваются. 

Сжигание топлива - не только основной источник энергии, но и важнейший поставщик в среду загрязняющих веществ. ТЭС в наибольшей степени «ответственны» за усиливающийся парниковый эффект и выпадение кислотных осадков. Они, вместе с транспортом, поставляют в атмосферу основную долю техногенного углерода (в основном в виде СО), около 50% двуокиси серы, 35% - окислов азота и около 35% пыли. Имеются данные, что тепловые электростанции в 2-4 раза сильнее загрязняют среду радиоактивными веществами, чем АЭС такой же мощности.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ являются одними из основных поставщиков электроэнергии для промышленности и бытового потребления.

Принцип работы атомной электростанции очень прост – это обычное преобразование тепловой энергии в электрическую. Иными словами АЭС работают по тому же принципу, что и обычные тепловые электростанции, с одним лишь отличием – для нагрева воды используется энергия, получаемая при распаде ядер урана. Атомные электростанции – это очень большие «чайники», работающие на ядерном топливе и служащие, в первую очередь, для нагрева воды до кипения.

Основная опасность АЭС это канцерогенное влияние на живые организмы возникших и распространяемых от нее радионуклидов. Общее свойство радионуклидов - мощное мутагенное действие. Они могут вызывать мутации, т.е. изменять генетическое строение клетки, нарушать течение биохимических процессов и инициировать раковые заболевания.

К недостаткам АЭС также можно отнести трудности, связанные с захоронением ядерных отходов, катастрофические последствия аварий и тепловое загрязнение используемых водоемов.

Долгое время считалось что АЭС безвредны с точки зрения выработки парниковых газов, но исследования последних лет показали, что причина парникового эффекта не только выброс СО2 (который на АЭС равен 0), но и насыщение атмосферы водяными парами (показатель выбросов водяного пара на АЭС больше чем на ТЭС).

2.2. Способы производства электроэнергии, не имеющие выбросов парниковых газов

Для снижения выбросов человечество разрабатывает альтернативные источники энергии [5]. Ведь совсем отказаться от ее потребления на современном этапе развития производства мы не можем.

Перечислим только некоторые из них:

Наиболее известный способ добычи - ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ – это целый комплекс специального оборудования и гидротехнических сооружений, благодаря которым энергия водного потока преобразуется в электрическую энергию.

Принцип работы в том, что напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, а она приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.

Необходимый напор воды образуется посредством строительства плотины, или – естественным током воды.

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы.

К положительным сторонам гидроэнергетики относится, в первую очередь отсутствие выбросов продуктов горения в атмосферный воздух, а также относительная дешевизна получаемой энергии.

Но при строительстве ГЭС на равнинных реках, возникают экологические проблемы. Наиболее серьезными является:

• затопление земель, изъятие их из хозяйственного оборота;

• снижение скорости течения рек, замедление водообмена и самоочищения;

• изменение микроклимата окружающей территории;

• подтопление берегов, заболачивание, развитие оползневых процессов.

В конце прошлого столетия появились новые способы, это:

ГЕЛИОСТАНЦИИ – это электростанции, принцип работы которых заключен в возможности преобразования энергии солнечного света в электрическую энергию.

Ежегодно Земля получает 1021 килокалорий солнечной энергии. Подавляющая же часть из них, более 99% не используются вовсе. При сжигании всех запасов топлива на земле, в том числе нефти, газа и угля, мы можем получить тепла, в тысячи раз меньше, чем ежегодно дарит нам Солнце.

Именно поэтому, развитие гелиоэнергетики, в настоящее время, идет постоянно нарастающими темпами. Гелиостанции уже есть в Австралии, и в России. А также населением часто используются солнечные батареи.

Главное преимущества гелиостанций в том что – они не дают выброса никаких парниковых газов.

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ – это особый тип электростанции, которая преобразует внутреннее тепло Земли в электроэнергию.

На сегодня, геотермальная энергия является наименее используемой во всем мире, но это один из самых перспективных видов получения альтернативных источников энергии. Это полностью экологически чистый источник энергии, а его экономическая эффективность во много раз превосходит более традиционные виды получения электроэнергии.

ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, они же ветрогенераторы – это специальные устройства, преобразующие энергию ветра в электрическую энергию.

Ветроэлектростанции используют возобновляемые природные источники энергии, и дополнительного топлива для их работы не требуется. Наряду с солнечными батареями это наиболее простые и удобные в качестве альтернативных источников электроэнергии, используемых в частных целях.

ВОЛНОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ  также являются одними из самых чистых, безотходных и безопасных источников электроэнергии.

Сегодня, данный вид «дармовой» энергии используется весьма мало, не более 1% от всего производимого электричества в мире. Однако подсчитано, что за счет энергии океанских волн возможно получение до 10 млрд. кВт. электроэнергии.

Для производства электроэнергии уже используются две основные характеристики волн: кинетической энергия, и энергия поверхностного качения. Для использования кинетической энергии волн, на их пути ставится труба очень большого диаметра. Поступающие в нее волны вращают лопасти турбины, которая и приводит в движение генератор. В другом случае, поступающая вода выталкивает из замкнутого пространства трубы, находящийся там воздух. Далее выработка энергии происходит по обычному принципу.

При использовании энергии волнового качения, электроэнергия вырабатывается посредством расположенных на поверхности воды поплавков. Качая их, волны приводят в движение систему поплавок-генератор, что приводит в конечном итоге к выработке энергии.

Волновые электростанции уже построены и работают в водах морей возле Португалии, Англии, Австралии.

Глава IV

АКЦИЯ «ЧАС ЗЕМЛИ»

4.1. История акции «Час Земли»

Поскольку, одной из причин изменения климата является производство электроэнергии - человек должен научиться контролировать ее потребление.

Для того чтобы привлечь внимание людей, правительств, бизнеса к проблеме глобального изменения климата Всемирный фонд дикой природы (WWF) проводит акцию «ЧАС ЗЕМЛИ». Акция призывает людей по всему миру экономить энергию и другие природные ресурсы [2].

Эта история началась в 2007 году, когда 2 миллиона 200 тысяч жителей и 2100 компаний города Сидней (Австралия) отключили свет на один час, сделав шаг по сокращению городских выбросов парниковых газов.

На один час энергопотребление города снизилось более чем на 10%. Благодаря этому выбросы углекислого газа в атмосферу уменьшились настолько, как будто бы на дорогах стало на 48 тысяч машин меньше. Эта акция стала известной всему миру как «Час Земли».

Само по себе часовое отключение света не может заметно улучшить экологическую обстановку, однако, по мнению организаторов, акция должна приблизить жителей нашей планеты к пониманию того, что экономия электроэнергии, в конечном счете, позволит снизить вредные выбросы в атмосферу Земли.

В 2008 году, более 370 городов из 35 стран выключили свет, в акции приняли участие около 50 миллионов человек.

А в 2009 году Россия впервые официально присоединилась к этой акции. Подготовка к ней началась не только в Москве, но во многих городах страны: Мурманске и Петропавловске-Камчатском, Владивостоке, Красноярске, Краснодаре, Архангельске, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде.

Откуда берется электричество?

Материалы и оборудование:

Стеклянные палочки, шерстяная ткань, мелко нарезанный листок бумаги.

Ход опыта:

Экспериментатор прикасается стеклянной палочкой к мелконарезанному листку бумаги. Частицы остаются неподвижными.

Затем палочка в течение 2-5 минут натирается куском ткани, после чего вновь подносится к бумаге. Частицы притягиваются к палочке.

Отдельно отмечается, что палочка нагрелась, а экспериментатор приложил определенные усилия, натирая палочку.

В ходе беседы делается вывод, что палочка электролизовалась (т.е. приобрела электрический заряд). Произошло это при выполнении работы и переходе тепловой энергии, выработанной в ходе трения в электрическую.

Подчеркивалось, что на электростанциях электричество вырабатывается в ходе трения лопастей турбин, которое может вызываться по- разному

Для популяризации знаний о выработке и значении электроэнергии использованы мультфильм серии «Смешарики» - «Энергия храпа»; Реж. Денис Чернов.

А для того чтобы были понятны причины и последствия глобального потепления мы показали ребятам отрывок (мультфильм) из фильма «Неудобная правда: глобальное потепление» (Inconvenient Truth: A Golbal Warning), 2006. Реж. Devis Guggenheim .

Для закрепления знаний использовали динамическую модель, нарисованную при помощи программы Power Point (видеоряд, рис. 1-4)

Для определения роли отдельного человека в решении проблемы изменении окружающей среды, было проведено анкетирование в различных возрастных и социальных группах.

Респондентам были предложены вопросы:

1. Изменение климата это _________________________________________?

2. Причины изменения климата это _________________________________?

3. Из-за изменения климата могут пострадать _______________________?

4. Я могу внести свой вклад в решение проблемы изменения климата тем что __________________________________________________________ ?

Вопросы были предложены дважды.

Первый раз – ответы основывались на личном опыте опрашиваемых. Затем проводилась беседа, включающая в себя агитацию к участию в акции «Час Земли».

Далее вопросы задавались повторно.

В целом опрос показал, что на фоне информированности возникает интерес к активной природоохранной деятельности.

А 28 марта мы выключили свет и отправились на прогулку разглядывать звездное небо (видеоряд, фото 5 ). Это было очень интересно!!!

Я узнал, что выключив свет в квартире всего на 1 час, мы сэкономили примерно 500 Ватт/час. А это значит, что в атмосферу не попало около 200гр СО2. Если бы все жители России поступили так же, выбросы злополучного газа сократились бы на 10 тысяч тонн.

Электричество погасили жители крупнейших городов мира. Вместе со мной за защиту климата выступили жители Лондона, Пекина, Лос-Анджелеса, Рио-де-Жанейро, Гонконга, Дубася, Сингапура, Афин, Буэнос-Айреса, Лиссабона, Сан-Франциско, Осло, Рима, Торонто, Сиднея, Мехико, Стамбула, Копенгагена, Манилы, Лас-Вегаса, Брюсселя, Кейптауна, Хельсинки и др.

В "Час Земли" погасли огни всемирно известных зданий и объектов, таких как гигантская статуя Христа над Рио-де-Жанейро, Столовая Гора в Кейптауне, Мерлион в Сингапуре, Башня "Федерация" в Москве, Сиднейский оперный театр, Си-Эн Тауэр в Торонто, стадион Миллениум в Кардиффе и самое высокое здание в мире – "Тайней 101" в Тайване.

Действия каждого участника акции были направлены на вполне реальную цель –сохранение энергии, которое ведет к снижению потребления топлива (угля, мазута и т.д.), что, в свою очередь, снижает уровень выбросов в атмосферу.

Заключение

Работая над темой, мы узнали, что каждый человек может внести свой вклад в решение проблемы изменения климата. Один из вариантов это экономия электроэнергии.

Для сокращения энергопотребления можно сделать простые действия, которые в силах каждого человека, даже ребенка [2]

Необходимо!:

• выключать ненужный свет

• отключать электрические приборы с режима standby

• заменить лампочки на энергосберегающие

• перейти на экологически чистые источники энергии

• утеплить окна

Основатель Всемирного фонда дикой природы Питер Скотт сказал – «Пусть мы не сможем спасти все, что нам бы хотелось. Но мы спасем намного больше, чем те, кто даже не пытался». Вслед за ним мы считаем, что своей работой мы сделаем намного больше, чем те, кто никогда не задумывался о причинах и последствиях изменения климата.

А совместными усилиями жителей планеты проблема изменения климата будет решена.

Библиографический список:

1. Вронский, В.А. Прикладная экология: учебное пособие. [текст] / В.А. Вронский / Ростов-на-Дону.: изд-во “Феникс”, 1996.- 256 c.

2. Страница «Час Земли» сайта Всемирного фонда дикой природы в России [ электронный ресурс] - http://www.wwf.ru/ea2009/news

3. Гарин В.М., Экология для технических ВУЗов [текст]/ Гарин В.М., Кланова И.А., Колесникова В.И, - Ростов-на-Дону Феникс 2001.-402с.

4. Никитин, Д.П. Окружающая среда и человек [текст]. / Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков / М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

5. Небел, Б. Наука об окружающей среде, Т.1 (Как устроен мир) [текст] / Б. Небел, М., 1993.- 178 c.

ВИДЕОРЯД